녹색성장주 금맥을 캐라

녹색성장주 금맥을 캐라

매일경제 증권부, 신영증권 리서치 센터 지음

매일경제 신문사/ 2009년 7월/ 334쪽/ 15,000원

Part 1. 새로운 메가 트렌드: 녹색 산업



2009년 1월 취임한 미국의 버락 오바마 대통령은 녹색 성장을 통해 미국을 재건하겠다고 밝혔다. 주요 내용은 재생에너지 사용을 권장하고 친환경에너지를 적극 개발하며 외국산 석유 의존 비율을 줄이는 한편 온실가스를 감축할 수 있는 녹색산업을 육성해 새로운 일자리 250만 개를 창출하는 것 등이다. 또 오바마 대통령은 풍력발전용 윈드팜 건설, 태양에너지를 전력으로 전환하는 태양광 전지 개발, 하이브리드 자동차 같은 고효율 자동차 개발 등을 3대 그린 일자리 창출의 동력으로 제시하였다. 오바마 대통령이 재선한다고 가정하면 임기는 2017년까지 이어질 것이며 그때까지 그린 에너지 시대가 올 것으로 전망된다.



그린 뉴딜은 미국 주정부 차원에서도 시작되고 있다. 대표적인 것이 RPS(Renewable Portfolio Standard: 신재생 에너지 사용의무비율)를 들 수 있다. 2008년 12월 현재 27개 주가 법적 구속력이 있는 RPS를 채택하고 있고, 5개 주는 권고사항으로 시행하고 있다. 앞으로 주정부 차원에서 시행된 RPS를 연방정부 차원에서 일괄 도입하여 재생에너지 의무할당 비율을 2012년 10%, 2025년 25%로 확대할 계획이어서 신재생에너지 생산과 소비는 더욱 늘어날 전망이다. 또 한 가지 예상되는 미국의 변화는 전기자동차의 대중화다. 전기차 시장은 현재의 기업평균연비(CAFE) 규정에 의해 확대가 예상되는데 특히 규제가 강화되는 2010년부터 오바마 집권 말기까지는 폭발적인 증가세가 예상된다.

우리나라 역시 2009년 들어 녹색 SOC(사회간접자본), 저탄소ㆍ고효율 산업기술, 친환경ㆍ녹색생활을 주력분야로 하는 50조 원 규모의 녹색 뉴딜사업 추진방안을 발표해 신재생에너지 발전을 측면 지원하고 있다. 또 3대 분야 17개 신성장동력 확보를 위한 성장동력 비전 및 발전전략 중 녹색기술 산업 분야와 첨단 융합산업 분야에서 신재생 에너지 부문의 육성을 지원할 계획이다.



우리나라 정부는 이러한 노력으로 96만 개의 일자리 창출과 그린기업 400개 육성이 가능할 것으로 판단하고 있다. 이와 함께 2020년까지 4대 그린카 강국 도약을 계획하고 있다. 또 2009년 1월 "신재생에너지 중점 프로젝트"를 발표했다. 이 방안에는 1천억원 규모의 신재생에너지 펀드 조성, 국산 풍력발전기 26기 착공, 수소연료 전지 일반가정 최초 보급, 4대강에 수력 발전소 8개 설치, 해조류 바이오에탄올 파일럿 플랜트 건설이 포함되어 있다. 이를 통해 정부는 2009년 현재 4개에 불과한 신재생 에너지 글로벌 수출기업을 2012년까지 15개로 확대할 계획이다.



신재생 에너지로 대변되는 녹색성장에 세계 각국이 열광하는 이유는 무엇일까? 이는 환경보전이라는 대의명분과 글로벌 자원위기 대처 및 지속적인 성장동력 발굴이라는 실리추구가 만들어낸 앙상블의 결과이다. 신재생에너지는 '비고갈, 환경친화, 재생가능, 고기술 집약, 장기투자'라는 특징을 가진다. 즉 개발을 위해 상당한 규모의 재원과 중장기적 준비가 필요하나, 에너지 잔존량이 무한대에 가깝고 재활용도 가능하다는 장점을 가진다. 또한 환경친화적이라는 점도 에너지 사용에 따른 비용을 낮추는 긍정적인 요인이다.



미국, 영국, 프랑스, 독일, 한국 등 21개국의 신재생에너지 시장 규모는 2020년에 약 6,200억 달러 수준이다. 여기에는 신재생에너지 비율 목표가 아직 없는 일본과 중국, 아시아 신흥국, 남미, 대양주의 여러 국가들이 제외되어 있다. 이들 국가들의 신재생에너지 규모까지 감안한다면 2020년 중 신재생에너지 규모는 1조 달러를 상회할 가능성이 높다. 2020년 한국의 신재생 에너지 시장도 146억 달러로 2005년(16억 달러)에 비해 크게 성장할 것으로 예상된다. 정부 목표대로 신재생에너지 시장이 성장한다면 한국은 세계 8위의 신재생에너지 시장을 보유할 것으로 전망된다.



Part 2. 태양광 산업: 태양처럼 빛을 발하다



급성장하던 태양광 산업이 2009년에 전기를 맞고 있다. 주위 산업 환경의 변화가 거세기 때문이다. 우선 태양광 산업의 원동력이었던 각국 정부의 보조금 제도만 봐도 그렇다. 최근 트렌드는 이 보조금 제도를 줄이자는 것이다. 생산단가가 높아 경쟁력이 없던 차에 보조금마저 없어진다면 태양광 업체들은 다른 돌파구를 찾아야 한다. 금융위기 이후 유가가 급락세로 반전한 것도 주요 변수이다. 유가가 급등해야 가격 경쟁력이 생기기 때문이다. 또한 경기 침체 등으로 태양광 산업에 대한 투자 및 금융권 대출 감소도 불가피하다.



공급과잉도 문제다. 태양광 전지의 핵심소재인 폴리실리콘만 봐도 2008년 극심한 공급 부족을 겪었지만 올해는 과잉 공급 현상을 보이고 있다. 2009년 태양광 셀ㆍ모듈 시장 규모도 145억 달러로 2008년 대비 20% 감소가 예상된다. 사정이 이렇다 보니 2009년을 기점으로 태양광 산업이 정점을 지날 것이라는 견해가 퍼지고 있다. 일부 태양광 업체는 시장에서 퇴출되는 곳도 있을 것이라는 극단적인 전망도 나오고 있다. 하지만 이번 조정의 과정을 성장의 기회로 삼는다면 태양광 산업의 성장엔진을 다시 가동할 수 있는 여지는 충분하다. 태양광 셀ㆍ모듈 시장 규모는 2010년 167억 달러에서 2020년 648억 달러까지 확대되고 2030년에는 1,808억 달러에 이를 것으로 전망된다.



태양광 산업은 태양이라는 무한대의 청정에너지를 공급원으로 하고 있다. 태양에너지는 소음이 없고, 시스템이 거대해지더라도 물리적 위험이 없으며, 빌딩이나 주택 등에 설치가 용이하고, 유지보수 비용이 낮다는 점에서 매력적이다. 또한 반도체, 박막, 나노, 전력 네트워크, 전력 저장 등 최첨단 기술이 기반되어야 한다는 점에서 고용 창출 및 산업 연관 효과가 다른 어떤 산업분야보다 크다. 반면 에너지 생산단가가 높고 야간 및 우천 시에는 발전이 불가능하며 일사량 변동 등에 따라 출력이 불안정하다는 단점이 있다. 하지만 이러한 부분도 충전 기술이나 타 에너지원과의 하이브리드 방식 구현과 같은 기술 발달이 해결해줄 수 있을 것이다.



태양광 산업의 핵심은 태양전지이다. 태양전지는 빛 에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 반도체 소자이다. 태양전지의 종류는 재료에 따라 실리콘 태양전지와 화합물 반도체 태양전지, 유기 태양전지 등으로 구분된다. 사용되는 기판 종류에 따라 실리콘 웨이퍼를 기판으로 하는 벌크형과 유리 등을 기판으로 하는 박막형으로 구분되며 벌크형은 다시 실리콘 결정의 종류에 따라 다결정과 단결정으로 나뉜다. 태양전지 제조에 가장 먼저 사용된 것이 단결정 실리콘이다. 기타 재료로 만든 태양전지에 비해 변환효율이 높기 때문에 대규모 발전시스템 분야에서 널리 이용된다. 다결정 실리콘 태양전지는 원재료로 저급의 실리콘 웨이퍼를 사용하기 때문에 효율은 단결정에 비해 떨어진다. 그러나 가격이 싸기 때문에 주택용 시스템 등을 중심으로 사용되고 있다.



실리콘 웨이퍼를 이용한 태양전지 제조는 전체 코스트에서 원재료비가 차지하는 비중이 높고 초고온을 유지한 상태에서 공정이 진행되는 등 까다로운 점이 많아 원가 절감에 있어 한계가 있다. 이런 문제점을 해결하기 위해 기판 두께를 혁신적으로 줄이거나 유리 등과 같은 값싼 기판을 주 재료로 사용하는 박막 형태의 태양전지 기술이 주목받고 있다. 미국, 일본, 유럽에서는 이미 박막 태양전지의 연구개발이 국가적인 차원에서 추진되고 있으나 우리나라의 경우 아직 초기 단계에 머물러 있다. 그러나 박막 태양전지 분야는 우리나라가 전 세계적으로 선도하고 있는 반도체, LCD 기술과 그 인프라 등을 이용할 수 있다. 따라서 향후 이 분야에 대한 집중적인 연구 투자가 이루어진다면 반도체와 디스플레이 분야에 이은 우리나라의 차세대 먹거리가 될 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.



다음은 우리나라의 대표적인 태양광 산업 관련 기업들이다. 한국 철강은 국내 최초로 결정질 벌크형이 아닌 비정질 박막형 태양전지에 승부를 건 기업이다. 2006년부터 총 1천억 원 규모의 설비투자를 들여 태양전지 생산 공장을 세웠고, 2008년 7월 양산을 시작했다. 총 설비용량은 20MWp 수준이며 연간 약 600억 원 이상의 매출을 기대하고 있다. 신성홀딩스는 신성그룹에서 태양광사업을 총괄하는 회사이다. 폴리실리콘(태양전지 핵심소재) 제조사인 한국실리콘의 지분 30%를 보유하고 있어 신성그룹은 실리콘, 솔라셀, 모듈, 시스템 자동화에 이르는 전체 공급사슬에 관여하는 포트폴리오를 구축하게 되었다. 2007년 4분기부터 총 500억 원 규모의 설비투자를 들여 50MWp급 태양전지 생산라인을 구축했으며, 주력제품은 단ㆍ다결정 태양전지다.



주성엔지니어링은 박막 제조 기술에 있어 독창적이고 뛰어난 기술을 가지고 있으며 태양전지 생산에 필요한 모든 장비들을 턴키방식으로 공급한다. 에스에너지는 2001년 삼성전자에서 분사된 회사로 2007년 국내시장 점유율 21.4%를 차지하고 있는 1위 업체이다. 주력 사업은 태양광 모듈 제조와 태양광 발전시스템 구축 및 관리 등이다. 현대 중공업은 태양전지와 태양광 모듈을 일괄 생산하는 국내 유일의 업체이며, 2009년까지 총 생산 규모를 세계 10위권 수준인 330MWp로 늘린다는 계획을 실천하고 있다. 동사는 국내 최초로 폴리실리콘에서부터 잉곳, 웨이퍼, 태양전지와 태양광 모듈 등 발전 시스템까지 일괄 생산하면서 태양광 발전 사업에서 독보적인 위치를 점하게 될 것으로 판단된다.

Part 3. 청정에너지: 풍력 산업 뜬다



풍력 발전이란 공기 흐름을 가진 운동에너지를 이용하여 회전자를 회전시켜 기계적 에너지로 변환시키고, 이 기계적 에너지로 발생되는 유도 전기를 전력 계통이나 수요자에게 공급하는 기술이다. 초기 풍력 발전기는 에너지 효율성이 매우 낮았지만 기술 발전으로 약한 바람을 받아도 빠른 속도로 회전자를 돌릴 수 있게 되었다. 풍력 발전기는 외관상 3부분으로 나누어진다. 바람개비의 날개 부분인 블레이드(blades), 각종 엔진 등의 설비가 들어있는 나셀(Nacelles), 발전기를 높게 떠받치는 기둥인 타워(Towers)이다. 최근 세계적으로 가장 많이 설치되는 2MWp급은 발전기 무게가 80톤에 기둥 높이는 80m가 넘는다. 나지막한 풍차나 전시용 팔랑개비 정도로 생각하면 큰 오산이다.



풍력 발전은 에너지원이 산재되어 있고 공해 배출이 없어 지구 온난화 방지에 적합하다는 장점을 갖고 있다. 탄소 배출권 가치가 높아지고 친환경 에너지에 대한 요구가 커지면서 풍력 발전의 수요는 점점 커질 것이다. 또한 최상의 조건에서 발전 단가가 원자력과 맞먹을 정도로 저렴하여 경제성 측면에서도 뛰어나다. 완전 자동운전이라는 점에서 인건비, 관리비 절감 효과도 볼 수 있으며, 어떤 발전 양식보다 미관상 아름다워 풍력발전단지를 활용한 관광단지 개발 가능성은 덤이다. 그러나 세찬 바람이 지속적으로 부는 입지가 한정된 데다 태양광 발전 등에 비해 넓은 면적을 필요로 해 연안, 구릉, 사막 등 발전단지 조성 입지가 제한적이라는 단점도 있다. 넓은 대지 확보와 값비싼 발전 장비의 대량 설치로 천문학적인 추기 투입 자금이 들어가는 점도 단점이다.



전 세계 풍력 시장은 2008년 약 29.7GW 규모의 발전 시설이 신규 설치되어 총 120.8GW의 풍력발전설비가 보급되어 있다. 해외 풍력발전 주요 국가는 미국, 독일, 스페인, 중국, 인도 등 5개국으로 이들이 풍력 시장의 70%를 차지하고 있다. 지역별 점유율로는 유럽이 전체 풍력 공급의 55%를 차지하고 있다. 하지만 개별국가로는 25GW 이상의 설비를 보유하고 있는 미국이 최근 세계 제일의 풍력 강국으로 자리매김했다. 풍력 시장의 루키로 떠오른 중국의 성장세도 놀랍다. 중국은 지난해 풍력 발전 설비를 2배 이상 늘려 전 세계 설비 중 10% 이상을 차지하게 되었다. 2008년 전 세계 풍력시장 규모는 475억 달러에 달한다.



국내 풍력 시장은 걸음마를 뗀 단계다. 국내에서 생산하는 풍력 발전 전력은 아직 전체 전기량의 1% 수준이다. 풍력단지로 거론되는 지역은 값싼 토지와 풍부한 바람을 얻을 수 있는 지역이다. 대관령, 새만금, 남해안 일대, 제주도 지역이 유리하다고 알려졌다. 한국에는 2008년 말 기준 총 146기의 상용 풍력발전기가 가동 중이며, 이 중 1기만 국산일 정도로 국내 풍력발전 기술은 선진국의 70%에 불과한 수준이다. 현재 국내 풍력발전 시장 참여자에게 있어 가장 중요한 과제는 기술수준을 끌어올리는 것과 향후 증설하는 설비를 국산화하는 것이다. 우리나라의 풍력 산업은 국토 넓이나 인구밀도를 고려할 때 입지상 한계가 있다. 따라서 덴마크처럼 국내 풍력시장보다 글로벌 풍력 시장을 바라보고 수출위주의 풍력산업을 키워야 승산이 있다.



2008년 글로벌 풍력발전 시장은 28.7% 성장했다. 세계 최대 시장인 유럽이 성장속도를 늦추기 시작했음에도 아시아와 미국이 큰 폭으로 성장했기 때문이다. 2009년에도 이 두 지역으로 인해 풍력발전 시장의 성장이 지속될 것이다. 그러나 발전 설비의 공급도 같이 증가하면서 공급자 간의 경쟁이 심화될 것이다. 후발주자의 성장세가 만만치 않기 때문이다. 2007년 상위 6개 사의 점유율이 86.4%인 반면, 2008년에는 70% 정도에 그쳐 후발주자들이 기존 업체 대비 큰 폭으로 성장했다는 것을 알 수 있다. 풍력발전기 생산업체들의 몸집 키우기는 2009년에도 진행형이다. 미국과 중국을 중심으로 한 성장이 예상됨에 따라 주요 업체들이 설비투자를 지속하고 있다. 특히 중국 시장을 공략하는 중간 규모 업체의 약진이 두드러진다.



국내 업체 중 대표적인 풍력 관련 업체는 태웅, 평산, 현진소재, 용현 BM 등의 부품업체와 완성 발전기 업체인 효성, 한진산업, 유니슨 등이 있다. 최근 현대중공업, 삼성 중공업 같은 대형 중공업 업체들이 발전기 생산시장에 뛰어들기 시작하면서 국산 풍력 발전기 개발에 가속도가 붙기 시작할 것으로 예상된다. 이들 업체는 기존 브랜드 파워를 이용하여 해외 시장 진출이 더욱 용이할 것으로 판단된다.

Part 4. 2차 전지로 충전하는 그린카



그린카에 대한 시장 관심이 고조되고 있다. 미국 오바마 신정부와 한국 정부에서 녹색성장을 강조하고 LG화학이 미국 GM 생존의 마지막 희망이라는 플러그인 하이브리드 자동차인 시보레 볼트(Volt)의 단독 배터리 공급자로 결정되면서 주식시장에서 그린카(친환경자동차)에 대한 관심이 높아지고 있다. 정부의 환경 규제치를 맞추지 못하는 업체의 경우 과징금으로 인해 원가 면에서 엄청난 경쟁력 차이가 발생할 것이므로 미래 자동차의 헤게모니는 그린카 기술에 달려 있다고 해도 과언이 아니다.

자동차 배기가스 중 오염물질과 이산화탄소를 감소 혹은 제거시키는 것이 친환경 기술이며, 이 기술을 적용한 차량을 그린카로 구분할 수 있다. 그 중 유해한 배기가스 물질을 감소시키면서 연비가 좋은 디젤의 특성을 살리는 클린 디젤차, 자동차 구동 시 내연기관과 전기모터를 같이 이용하는 하이브리드카가 친환경 자동차의 양대 축으로 자리잡고 있다. 향후 기술 개발 등에 따라 전기 자동차, 연료전지 자동차, 바이오 연료 자동차가 이들을 대체할 것으로 예상된다.



2000년 이후 미국에서 판매된 하이브리드 카는 총 130만 대로 그중 도요타의 프리우스(Prius)가 52%